DE975463C - Spaltdichtung zur Verhinderung des Austretens von Schmiermittel an Gehaeusedurchfuehrungen oelgeschmierter Wellen - Google Patents

Description

fWiGBl.S.175)

AUSGEGEBEN AM 30. NOVEMBER 1961

S 6585 XI1147 f

(Ges. v. 15. 7.1951)

Die Erfindung bezieht sich auf Spaltdichtungen zur Verhinderung des Austretens von Schmiermittel an Gehäusedurchführungen ölgeschmierter Wellen. Bekannte Spaltdichtungen haben einen zwischen Welle und Gehäusebohrung angeordneten Kapillarspalt, der etwa in Richtung der Wellenachse verläuft und sich in Richtung der Austrittsöffnung für das Schmiermittel erweitert. Die Erweiterung ist durch eine in der Richtung des zu verhindernden Ölfiusses verlaufende konische Verjüngung der Welle gebildet, welche in einen kurzen zylindrischen Teil geringen Durchmessers übergeht, so daß infolge der Konizität des Wellenteiles das öl einerseits durch Kapillarwirkung zurückgehalten und andererseits längs der konischen Verjüngung der Welle etwa noch gleitendes Öl durch die Zentrifugalwirkung nach außen entgegen der unerwünschten Flußrichtung zurückgedrängt wird. Hier ist zwar bei senkrechter Anordnung der Welle verhindert, daß das z. B. aus einem Getriebekasten längs einer Welle aufsteigende Schmiermittel nach ao oben austritt. Das Schmiermittel kann aber unter ungünstigen Umständen, z. B. bei ziemlich schräger oder gar horizontaler Lage der Welle, doch noch aus dem Kapillarspalt nach der Seite oder nach unten austreten, wozu bei der bekannten Anordnung sich «5 längs der Welle erstreckende und sich in axialer

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Richtung gegenseitig überdeckende, über den Umfang der Welle gleichmäßig verteilte Schmiernuten beitragen.

Es ist auch ein Verfahren zum gasdichten Abschließen. von Gehäusen an Durchtrittsstellen von rotierenden Wellen bekannt, bei welchem die Kapillarwirkung von Flüssigkeiten zum Abschließen der Durchtrittsstelle benutzt wird. Ein Gasverlust wird hier durch einen Ölfilm in einem Kapillarspalt zwischen ίο Welle und Gehäuse vermieden. Da hier die Möglichkeit besteht, daß an den beiden Enden des Kapillarspaltes Öl austreten kann, so sind zusätzliche Mittel, z. B. Abspritzringe, notwendig. Im Stillstand sind die Spritzringe jedoch wegen des Wegfalls der Fliehkraft wirkungslos. Damit trotzdem auch im Zustand der Ruhe kein Öl austritt, ist noch eine besondere Abdichtungsvorrichtung erforderlich. Dazu werden beispielsweise Ringe aus Filz od. dgl. verwendet, die in Ringnuten an der Durchbruchstelle der Gehäusewand angeordnet sind und die Welle so eng umgeben, daß sie auf ihr schleifen.

Es sind ferner Labyrinthdichtungen bekannt, die

aber in erster Linie dort verwendet werden, wo eine von einer Welle durchsetzte Wand einen flüssigkeitsgefüllten Raum von einem luft- oder gasgefüllten Raum trennt. Derartige Labyrinthdichtungen sind sehr umständlich gebaut und erfordern eine hohe Herstellungsgenauigkeit. Außerdem werden teilweise so enge Passungen angewandt, daß Reibung unvermeidlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine für Betrieb und Stillstand geeignete einfache Abdichtungsvorrichtung zu schaffen, die bei Wellen in beliebiger Lage, also auch bei horizontal gelagerten Wellen mit gleich gutem Erfolg verwendbar ist und im Betrieb keine Reibung verursacht.

Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende

Aufgabe und vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch, daß zwischen dem abzudichtenden Raum und einem axialen Kapillarspalt ein weiterer, also zweiter Kapillarspalt vorgesehen ist, der sich ebenfalls wie der erste Kapillarspalt in Richtung

des austretenden Öles erweitert und zumindest auf der Seite des abzudichtenden Raumes einen größeren Durchmesser aufweist, als ihn der axiale, also erste Kapillarspalt besitzt.

Die durch diese erfindungsgemäße Ausbildung einer Kapillarspaltdichtung erzielte vorteilhafte Wirkung wird nicht allein durch die Hintereinanderschaltung zweier Kapillarspaltdichtungen, sondern auch durch das Merkmal der Wellenabdichtung erreicht, daß der weitere, also zweite Kapillarspalt auf der Seite des abzudichtenden Raumes einen größeren Durchmesser aufweist, als ihn der axiale, also erste Kapillarspalt besitzt, weil nunmehr die Öldämpfe in einen Kapillarspalt mit entsprechend größerem Durchmesser eintreten, ehe sie in den Kapillarspalt mit kleinerem Durchmesser gelangen. Dadurch kommt der Ölnebel mit einer Fläche in Berührung, auf der er wegen ihres großen Durchmessers einer entsprechend stärkeren Zentrifugalkraft als beim Eintritt in den ersten axialen Kapillarspalt unterliegt und entsprechend kräftig nach außen abgeschleudert wird.

Aber nicht nur beim Lauf, sondern auch bei Stillstand wirkt sich der größere Durchmesser des zweiten zusätzlichen Kapillarspaltes dadurch aus, daß die Ölnebel größere Wege und Flächen als bei Kapillarspalten kleinen Durchmessers zu ihrer Kondensation zur Verfügung haben, so daß sich die Ölnebel schon an den Wänden des Kapillarspaltes größeren Durchmessers niederschlagen und nicht mehr den Kapillarspalt mit kleinem Durchmesser erreichen können.

Bei der Verwirldichung der Erfindung können beide Kapülarspalte von einem Ansatz des Gehäuses sowie von einem diesen Gehäuseansatz glockenförmig übergreifenden Wellenbund begrenzt werden.

Dabei kann der Ansatz des Gehäuses einen nach innen gestülpten Teil aufweisen, der in den glockenförmigen Wellenbund eingreift.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Kapülarspalte im Gegenzug so hintereinandergeschaltet sein, daß eventuell aus dem abzudichtenden Raum austretende Flüssigkeit in bezug auf die Achsrichtung der Welle zunächst in der einen Richtung und dann in entgegengesetzter Richtung fließt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile sowie Erläuterungen der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Spaltdichtung sind der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 eine Wellendurchführung mit senkrechter und die Fig. 2 eine mit waagerechter Achse.

In der Fig. 1 sind eine senkrechte Welle mit 11, ein Kugellager mit 12 und das beide aufnehmende Gehäuse mit 13 bezeichnet. Die Welle 11 ragt durch den Boden des Gehäuses 13 unten heraus. Vom Gehäuseboden aus erstreckt sich ein Stülp 14 in das Gehäuseinnere hinein, so daß ein Ringraum 15 entsteht, der als Ölsammelraum dienen kann. Durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Umlaufschmierung wird dem Lager 12 während des Betriebes laufend Öl zugeführt. Der abzudichtende Raum 34 innerhalb des Gehäuses 13 ist normalerweise mit Ölnebel gefüllt. Zwei Spritzringe 16 und 17 schleudern das aus dem Kugellager 12 austretende Öl während des Betriebes an die Wand des Raumes 34. Zur Abdichtung des Raumes 34 nach außen ist die Welle 11 mit einem Wellenbund 18 versehen. Dieser greift glockenförmig über einen Ansatz 19 des Gehäusestulps 14. Die Welle 11 mit ihrem glockenförmigen Wellenbund 18 und der Ansatz 19 sind so profiliert, daß zwischen ihnen zwei Kapillarspalte 20 und 21 frei bleiben, die sich nach den Ölaustrittsseiten allmählich erweitern. Der Kapillarspalt 21 ist der axiale, auch bei den bekannten Anordnungen schon vorhandene erste und der Kapillarspalt 20 der erfindungsgemäß zusätzliche zweite Kapillarspalt. Die Wände der Kapillarspalte 20 und 21 sind im wesentlichen parallel zur Wellenachse gerichtet. Die beiden Kapülarspalte sind im Wege des Ölaustritts hintereinander angeordnet und liegen im Gegenzug zueinander, so daß der Platzbedarf der Spaltdichtung in der Wellenlängsrichtung nicht wesentlich größer als die Länge eines Kapillarspaltes ist. Der um den glockenförmigen Wellenbund 18 vorhandene Raum

kann auch noch zur Anbringung von Hilfseinrichtungen, z. B. eines in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Antriebszahnrades 22 für eine Ölpumpe od. dgl., ausgenutzt werden. Öl, welches etwa in den äußeren Kapillarspalt 20 gelangt und darin infolge der Kapillarwirkung aufsteigt, wird an der Stelle, an der sich der Kapillarspalt erweitert, durch die eigene Oberflächenspannung festgehalten und, nachdem sich der Kapillarspalt nach unten teilweise entleert hat, in diesen wieder hineingezogen. Durch die Schwerkraft wird dieser Vorgang unterstützt.

Das Öl kann aber auch entgegen der Schwerkraft durch einen sich allmählich nach der Austrittsseite erweiternden Kapillarspalt zurückgehalten werden. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein ölrest in den axialen Kapillarspalt 21 gelangen sollte. Wird dann die Welle nach einer Ruhepause wieder in Umlauf versetzt, so wird der Kapillarspalt 21 durch die Fliehkraftwirkung am oberen Ende entleert und auf diese Weise das im Kapillarspalt 21 befindliche Öl zurückgeholt. Beim nächsten Stillstand gelangt es dann durch den Spalt 20 wieder in das Gehäuseinnere.

Gemäß der Fig. 2 ist eine waagerechte Welle 23 in einem Kugellager 24 und dieses in einem nur teilweise dargestellten Gehäuse 25 gelagert. Die Welle 23 ragt durch einen seitlichen, als Deckel ausgebildeten Ansatz 26 des Gehäuses 25 ins Freie. Der Gehäusedeckel 26 besitzt einen nach innen gestülpten Teil 27 mit rückwärts umgelegtem Rand 28. Auf die Welle 23 ist eine Gewindebuchse 29 mit einem glockenförmigen Bund 30 aufgeschraubt, dessen Rand zu einem Spritzring 31 ausgestaltet ist. Zwischen der umlaufenden Gewindebuchse 29 mit ihrem glockenförmigen Bund 30 und dem am Gehäuse 25 befestigten feststehenden Stülp 27 nebst seinem Rand 28 befinden sich Kapillarspalte 32 und 33, die sich nach der Ölaustrittsseite allmählich erweitern und auf die beschriebene Weise den Ölaustritt bei Stillstand der Welle verhindern.

Claims (4)

1. Patentansprüche·.

   i. Spaltdichtung zur Verhinderung des Austretens von Schmiermittel an Gehäusedurchführungen ölgeschmierter Wellen mit einem zwischen Welle und Gehäusebohrung angeordneten, etwa axial verlaufenden Kapillarspalt, der sich in Richtung des austretenden Öles erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem abzudichtenden Raum (34) und dem axialen Kapillarspalt (21) ein weiterer Kapillarspalt (20) vorgesehen ist, der sich ebenfalls in Richtung des austretenden Öles erweitert und zumindest auf der Seite des abzudichtenden Raumes (34) einen größeren Durchmesser aufweist, als ihn der axiale Kapillarspalt (21) besitzt.
2. 2. Spaltdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarspalte (20, 21) von einem Ansatz (19) des Gehäuses (13) sowie von einem diesen Gehäuseansatz glockenförmig übergreifenden Wellenbund (18) begrenzt werden (Fig. i).
3. 3. Spaltdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (26) des Gehäuses (25) einen nach innen gestülpten Teil (27) aufweist, der in den glockenförmigen Wellenbund (30) eingreift (Fig. 2).
4. 4. Spaltdichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarspalte (20, 21) im Gegenzug so hintereinandergeschaltet sind, daß eventuell aus dem abzudichtenden Raum (34) austretende Flüssigkeit in bezug auf die Achsrichtung der Welle zunächst in der einen Richtung und dann in entgegengesetzter Richtung fließt (Fig. ι und 2).

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 524 515, 586 554,

   592327;

   schweizerische Patentschriften Nr. 40 233, 122 653, 225421;

   österreichische Patentschrift Nr. 33 028; französische Patentschriften Nr. 746 711, 918466;

   A. Stodola, »Dampf- und Gasturbinen«, 1924, S. 644, Abb. 783;

   A. Schiebel und K. Körner, »Die Gleitlager«, 1933, Tafel 13, Abb. T 65, sowie Tafeln 24 und 25, Abb. T 85, T 86 und T 88;

   VDI-Zeitschrift, Bd. 83, Nr. 29 vom 22. Juli 1939, S. 857ff.;

   Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik, 1923, S. 251 ff.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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